在森林防火應(yīng)用中使用紅外熱像儀進(jìn)行的常見研究通常使用波長(zhǎng)窗口的設(shè)備。火焰發(fā)出的輻射的光譜急劇變化帶來了新的困難。結(jié)果，必須通過光譜分析對(duì)發(fā)射進(jìn)行定量評(píng)估，仍然可以使用紅外熱像儀攝像機(jī)，但是它必須與允許研究光譜發(fā)射的濾光片配合使用。

已使用等效設(shè)置解決了輻射的表征，這些設(shè)備旨在測(cè)量相同波長(zhǎng)范圍內(nèi)火焰輻射的輻射通量。根據(jù)分析，對(duì)火焰發(fā)射的研究提供了輻射發(fā)射功率，總消光系數(shù)或等效發(fā)射率。還進(jìn)行了一些嘗試，以在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)小燃燒器火焰上的火焰進(jìn)行光譜表征。例如，提出了紅外熱像儀光譜法研究火焰發(fā)射。已經(jīng)觀察到各種燃燒產(chǎn)物（H2O，CO2，CO，煙灰），從這些觀察中提取了火焰的研究和煙灰特性的信息。

圖為拍攝的可見光圖像

在先前的研究中，目的是研究現(xiàn)實(shí)的植被火焰。第二個(gè)目標(biāo)是產(chǎn)生較大的火災(zāi)，與森林火災(zāi)相比仍然較小，但已經(jīng)在室外條件下發(fā)生。觀察托盤中藤蔓分支的火焰，將發(fā)射的輻射記錄為紅外線中波長(zhǎng)的函數(shù)。將紅外熱像儀與紅外熱像儀光譜儀結(jié)合在一起，并使用參考發(fā)射器執(zhí)行專用的校準(zhǔn)任務(wù)。該研究的一項(xiàng)獨(dú)創(chuàng)性是將紅外熱像儀與3個(gè)特殊濾鏡組合在一起，這允許隔離特定的波段。因此，這兩個(gè)設(shè)備（紅外熱像儀和紅外熱像儀光譜儀）觀察到的是同一火焰，但它們提供了獨(dú)立獲得的互補(bǔ)結(jié)果。

圖為紅外熱像儀拍攝的圖像

結(jié)合紅外熱像儀光譜儀和紅外熱像儀的觀測(cè)，進(jìn)行了一系列測(cè)量，并用紅外熱像儀同時(shí)在可見光下拍照。兩種紅外儀器都證實(shí)了2300 cm附近二氧化碳的排放量很大，水的重要排放量和煙灰的貢獻(xiàn)量都很弱。因此，燃燒的植被區(qū)域以更強(qiáng)的方式連續(xù)發(fā)射出紅外光。分析表明，火焰的總輻射功率等于溫度為1000 K且發(fā)射率為灰色的介質(zhì)中的一個(gè)剛好低于0.3。但是，還應(yīng)考慮到輻射，因?yàn)樗鼇碜曰鹧娴牡撞?，?duì)應(yīng)于燃燒的植物本身的表面，發(fā)出的輻射像1000 K的表面，其發(fā)射率等于0.8。紅外熱像儀光譜儀和紅外熱像儀的數(shù)據(jù)結(jié)果都非常吻合，它們顯示出由于煙灰而產(chǎn)生的微弱輻射，至少在相對(duì)較小的火焰范圍內(nèi)是如此。

參考文獻(xiàn)

1. Parent, Z. Acem, S. Leche?ne, P. Boulet. Measurement of infrared radiation emitted by the flame of a vegetation fire. International Journal of Thermal Sciences.